● 摘要
航天器本体振动以及有效载荷的自身振动是影响航天器有效载荷工作性能的两类主要振动。Stewart平台作为一种六自由度运动平台，以其作为有效载荷的承载机构，可以同时实现振动的隔离和抑制。本文基于课题组设计研制的含柔性部件Stewart平台，进行了隔振/抑振主动控制方法的研究。首先将Stewart平台的六自由度动力学模型解耦为单自由度模型以方便控制方法的设计。然后基于解耦的模型，分别针对不同的隔振要求，提出skyhook和skyhook+位移反馈两种隔振方法。为了同时实现平台的隔振/抑振，结合skyhook方法和PFF(Positive Force Feedback)方法设计了各作动杆的控制器。其中为改进PFF方法的鲁棒稳定性，在PFF的基础上增加了加速度反馈，并对系统的隔振性能也有一定提升。为了验证以上控制方法的有效性，通过以下手段进行验证：单杆振动控制仿真、单杆振动控制实验和平台振动控制仿真。仿真和实验结果显示：skyhook方法能实现“低频随动、高频隔离”的隔振要求， skyhook+位移反馈方法能实现全频域的振动隔离，而skyhook+PFF+加速度反馈联合控制方法则可以同时实现平台的隔振/抑振，具体表现在将下平台振动引起的低频共振峰完全削减，在中高频段的隔振效果平均在-20dB以上，对上平台的20Hz直接干扰抑制也可达到-20dB。本文提出的三种控制方法均取得了良好的控制效果。